一种光伏旁路二极管模块单元及其加工工艺制造技术

一种光伏旁路二极管模块单元及其加工工艺。涉及半导体芯片封装技术领域，尤其涉及光模块型光伏二极管结构以及加工工艺的改进。提供了一种极性明确，便于识别，且散热性能好的光伏旁路二极管模块单元及其加工工艺。包括框架一、框架二、芯片、跳线和封装体，所述芯片固定焊接在所述框架二上，所述跳线将所述芯片与所述框架一相连，构成二极管单向导通电路，所述封装体将所述芯片与跳线封闭，所述封装体呈U或C形状，所述U或C形状的封装体的开口方向朝向所述框架一。本发明专利技术的产品设置了散热金属片（热沉体），提高了散热效果和通电流能力。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏旁路二极管模块单元及其加工工艺
本专利技术涉及半导体芯片封装
，尤其涉及光模块型光伏二极管结构以及加工工艺的改进。
技术介绍
在太阳能电池组件的使用过程中部分位置可能被遮蔽，进而作为负载消耗能量并发热，这就是热斑效应，它对组件有严重的破坏作用。将一个旁路二极管并联在太阳能电池组件两端，能有效地避免热斑效应损害电池组件。随着光伏组件行业中大硅片、双面双玻等技术的发展，组件功率不断增大，对二极管的通电流能力也有了更高的要求。在大电流下，要使旁路二极管正常工作而不被烧毁，一方面要降低芯片内阻或使用多颗芯片，另一方面要提升封装的散热能力。现有技术（如本申请人201620644097.4，光伏发电组件旁路保护模块）为避免雷击浪涌对二极管损伤，对一组太阳能电池组件采用了组块电路化的旁路构造，一旦其中某一个芯片出现问题，导致模块整体失效。为此，CN110061695A，2019-7-26，提出了一种太阳能电池接线盒的模块，该案实质上就是对一个二极管芯片进行了封装，以适应于光伏发电的需求。然而，光伏发电行业面对的两个现实性问题仍需进行解决，一是、我国幅员辽阔，即便在某一地点的同一天内，也会出现日照条件差异巨大的情况，这就对模块整体的散热性能有很高的要求。二是、在对大量光伏发电组件进行装配时，光伏旁路二极管模块的极性识别问题。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题，提供了一种极性明确，便于识别，且散热性能好的光伏旁路二极管模块单元及其加工工艺。本专利技术的技术方案是：包括框架一、框架二、芯片、跳线和封装体，所述芯片固定焊接在所述框架二上，所述跳线将所述芯片与所述框架一相连，构成二极管单向导通电路，所述封装体将所述芯片与跳线封闭，所述封装体呈U或C形状，所述U或C形状的封装体的开口方向朝向所述框架一。在所述框架一朝向所述封装体的方向设有凹口，所述框架二朝向所述封装体的方向设有凸起，所述凸起伸入所述凹口、且相互保留绝缘间隙；所述芯片固定设置在所述凸起上。在所述框架二上开设有汇流带孔槽，所述汇流带孔槽位于所述封装体的外侧。所述凹口部分位于所述封装体内、另一部分位于所述封装体外侧。还包括热沉体，所述热沉体与所述框架一和框架二的底面相接触，所述热沉体的表面设有绝缘氧化层；所述热沉体的底面与所述封装体底面等高。所述热沉体朝向所述框架一的两角部分别设有凸柱。所述热沉体的底面设有可揭防护膜。在所述热沉体的底面开设有凹痕。一种光伏旁路二极管模块单元的加工方法，按以下步骤加工：1）、冲压加工框架一和框架二，2）、将所述框架一和框架二置入焊接装置中，再放置芯片和跳线，焊接；3）、在具有表面绝缘氧化层的热沉体底面贴附可揭防护膜，并将可揭防护膜朝下置入封装模具中，将步骤2）制得的焊接组件放置在所述热沉体之上，保持热沉体的顶面与框架一和框架二紧密贴合；封装；4）、封装后，揭去所述可揭防护膜。本专利技术在确保制得品使用性能的基础上，将封装体设置为U或C形状，这样操作人员在装配过程中能够很容易地辨识制得品的极性方向，避免在繁忙工作中需要对产品极性进行仔细的观察辨别。此外，为适应极端气候的能力，本专利技术的产品设置了散热金属片（热沉体），提高了散热效果和通电流能力。附图说明图1是本专利技术的立体示意图，图2是本专利技术的结构示意图，图3是本专利技术中框架一的结构示意图，图4是本专利技术中框架二的结构示意图，图5是本专利技术中热沉体的结构示意图，图6是图5中A-A剖视图，图7是本专利技术中模块单元的内部构造示意图，图8是图7的仰视图，图9是本专利技术中封装后模块单元的结构示意图，图10是图9的仰视图。图中1是框架一，11是凹口，2是框架二，21是凸起，22是汇流带孔槽，3是芯片，4是跳线，5是封装体，6是热沉体，61是凸柱，62是绝缘氧化层，63是凹痕，7是可揭防护膜。具体实施方式以下结合附图1-10进一步说明本专利技术：包括框架一1、框架二2、芯片3、跳线4和封装体5，芯片3固定焊接在框架二2上，跳线4将芯片3与框架一1相连，构成二极管单向导通电路，封装体5将芯片3与跳线4封闭，封装体5呈U或C形状，U或C形状的封装体的开口方向朝向框架一1。当然，对于本专利产品的极性说明，可根据客户具体要求进行设定，本案中不再赘述。在框架一1朝向封装体5的方向设有凹口11，框架二2朝向封装体5的方向设有凸起21，凸起11伸入凹口21、且相互保留绝缘间隙；芯片3固定设置在凸起21上。在框架二2上开设有汇流带孔槽22，汇流带孔槽位22于封装体5的外侧。凹口11部分位于封装体5内、另一部分位于封装体5外侧。位于封装体5外侧的部分凹口11，可作连接框架一1一侧汇流带使用。还包括热沉体6，热沉体6与框架一1和框架二1的底面相接触，热沉体6的表面设有绝缘氧化层62；热沉体6的底面与封装体5底面等高。热沉体6可选用铝合金等导热性能良好的材料，绝缘氧化层62可选用氧化铝等致密的金属氧化物，具有较好的耐腐蚀性和良好的热传递性。金属的导热系数远大于塑封料，故使用金属散热片代替部分塑封料进行导热，可大大提高封装的散热能力，散热金属片表面经过绝缘处理，其形状为柱形，厚度为框架下表面至塑封体下表面的距离，柱面形状同塑封体下表面形状保持一致，其尺寸为所有边缘距塑封体下表面各边缘为0.5mm时的尺寸，0.5mm的边距保证了散热片在塑封体内的结合性与塑封体的强度，避免了散热片易脱落或塑封体易局部破损的问题，此时为趋于极限的散热设计。另外，考虑到不规则金属片的加工难度和成本等问题，散热片也可设计为规则形状，尺寸也可对应缩小，但散热能力会有一定程度的下降。热沉体6朝向框架一1的两角部分别设有凸柱61。凸柱61与框架一1的两角部分可被重叠封装在一起，可以提高封装体的结构强度。热沉体6的底面设有可揭防护膜7。在热沉体6的底面开设有凹痕63。凹痕63便于快速找到可揭防护膜7与热沉体6的重合处，以利于撕揭防护膜7。本专利技术的加工方法，按以下步骤加工：1）、冲压加工框架一1和框架二2，2）、将框架一1和框架二2置入焊接装置中，再放置芯片3和跳线4，焊接；3）、在具有表面绝缘氧化层的热沉体6底面贴附可揭防护膜7，并将可揭防护膜7朝下置入封装模具中，将步骤2）制得的焊接组件放置在热沉体6之上，保持热沉体6的顶面与框架一1和框架二2紧密贴合；封装；4）、封装后，揭去可揭防护膜7。具体操作工艺流程为：在热沉体6下表面贴具有粘性的、可承受高温（需要具体明确一下温度范围）的薄膜（可揭防护膜7）。使用特定治具将对应数量的热沉体6放入塑封模具的型腔中，再放入焊接件进行塑封。因金属片下表面与塑封体下表面平齐，故塑封完成后可能留有残胶。此时将薄膜（可揭防护膜7）撕掉，即可将残胶去除，使金属片表面外露。本专利技术并不局限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏旁路二极管模块单元，包括框架一、框架二、芯片、跳线和封装体，所述芯片固定焊接在所述框架二上，所述跳线将所述芯片与所述框架一相连，构成二极管单向导通电路，所述封装体将所述芯片与跳线封闭，其特征在于，所述封装体呈U或C形状，所述U或C形状的封装体的开口方向朝向所述框架一。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏旁路二极管模块单元，包括框架一、框架二、芯片、跳线和封装体，所述芯片固定焊接在所述框架二上，所述跳线将所述芯片与所述框架一相连，构成二极管单向导通电路，所述封装体将所述芯片与跳线封闭，其特征在于，所述封装体呈U或C形状，所述U或C形状的封装体的开口方向朝向所述框架一。


2.根据权利要求1所述的一种光伏旁路二极管模块单元，其特征在于，在所述框架一朝向所述封装体的方向设有凹口，所述框架二朝向所述封装体的方向设有凸起，所述凸起伸入所述凹口、且相互保留绝缘间隙；所述芯片固定设置在所述凸起上。


3.根据权利要求1所述的一种光伏旁路二极管模块单元，其特征在于，在所述框架二上开设有汇流带孔槽，所述汇流带孔槽位于所述封装体的外侧。


4.根据权利要求1所述的一种光伏旁路二极管模块单元，其特征在于，所述凹口部分位于所述封装体内、另一部分位于所述封装体外侧。


5.根据权利要求1所述的一种光伏旁路二极管模块单元，其特征在于，还包括热沉体...

【专利技术属性】
技术研发人员：景昌忠，周理明，肖宝童，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32